Diseño de un sistema de almacenamiento y visualización offline de rutas definidas por aeronaves a través de bitácoras de posicionamiento GPS como ayuda al análisis de misiones de vuelo

Abstract

En los últimos años, el transporte aéreo ha sido el medio más utilizado para el traslado de personas como de recursos materiales, debido a su nivel de seguridad y reducción de tiempo al viajar largas distancias. Una de las aplicaciones que surgen de la aviación es el sector de la defensa por parte de la Fuerza Aérea con la finalidad de salvaguardar la soberanía de un país. Por tal motivo, los pilotos deben estar previamente entrenados para cualquier escenario, tanto militar como comercial. Los sistemas de análisis de misiones de vuelo necesarios para el entrenamiento de los pilotos son difíciles de adquirir debido a sus altos costos y muchas veces son diseños propietarios de las compañías que fabrican aeronaves. Sin embargo, los pilotos requieren herramientas que permitan conocer sus aciertos y errores en una fase posterior al vuelo realizado a través de la visualización del posicionamiento real de las aeronaves y de sus parámetros físicos como las velocidades y aceleraciones ejercidas durante toda la misión. Para facilitar la adquisición y análisis de estos elementos se ha realizado la implementación de un sistema offline de bajo costo conformado por hardware y software. El prototipo consta de un microcontrolador que permite grabar en una tarjeta SD las posiciones del trayecto generado por la aeronave gracias al módulo GPS incorporado. Una vez que haya finalizado su recorrido, el piloto podrá usar el software desarrollado que procesa los datos almacenados mediante un programa escrito en MATLAB. Para obtener una mayor precisión en los resultados, se utilizó el filtro de Kalman Extendido (EKF) siendo un algoritmo de aprendizaje recursivo, que actualiza su estimación a medida que ingresan los datos obtenidos de la aeronave, con la finalidad de generar una ruta totalmente suavizada. Con la ayuda de Matlab-GUI y Google Maps se realizó la interfaz gráfica que permita visualizar la trayectoria generada por la aeronave y a la vez analizar los parámetros de vuelo como la aceleración y velocidad. Para la evaluación del proyecto se utilizó vehículos aéreos no-tripulados permitiendo el uso de drones.